美国微软发布Majorana 2量子芯片,AI材料设计把实用量子计算目标提前至2029年
2026-06-03 09:05
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维度网讯,近日,美国微软在旧金山举行的Build 2026开发者大会上发布升级版量子处理器Majorana 2,并将可规模化实用量子计算机的目标时间提前至2029年。微软称,Majorana 2采用新的材料堆栈,将上一代芯片中的铝替换为铅,使拓扑量子比特的平均存续时间达到20秒,部分情况下超过1分钟。

Majorana 2的核心变化集中在材料体系和拓扑量子比特稳定性上。微软此前提出的Majorana 1已经把拓扑量子比特路线推向工程验证阶段,但量子计算能否进入实用化,仍取决于量子比特在噪声、退相干和误差累积条件下能否保持足够稳定。Majorana 2把超导材料从铝切换为铅,同时将半导体活性区域调整为砷化铟与砷化铟锑组合,以提高拓扑能隙并增强对环境噪声和错误的抵抗能力。微软技术团队称,铅基材料堆栈由Agentic AI辅助设计,使量子比特稳定性较上一代提升约1000倍,操作速度仍保持在微秒级。这一路线如果能够继续通过独立验证和工程放大,将有助于降低量子纠错负担,为大规模量子处理器从单个器件验证走向可制造阵列创造条件。

公开技术资料显示,微软在论文中展示了多tetron器件的可扩展单元,并提到该结构可平铺扩展至更大规模量子比特阵列,例如12量子比特阵列。与用户摘要中的“8枚提升至12枚”相比,公开官方材料更准确的表述是:Majorana 2展示的是面向扩展的多tetron单元架构,12量子比特属于该架构可扩展方向之一。

微软将2029年作为可规模化实用量子计算机的新目标,说明量子计算竞争正在从科学突破叙事进入工程路线压缩阶段。量子计算机长期面临的难题并不只在于做出量子比特,还在于如何将大量量子比特稳定连接、快速读出、进行纠错,并在实际问题上超过经典计算。Majorana 2如果能够在后续验证中持续保持长寿命、低错误率和可复制制造能力,微软的拓扑量子路线将可能在医药研发、材料科学、化学模拟、密码安全和复杂优化等领域形成新的计算基础设施。与此同时,这一方向仍处在高不确定性阶段,部分物理学界人士仍要求微软公开更多可重复验证数据,尤其是围绕马约拉纳准粒子、拓扑保护和实验协议的独立复现。对产业界而言,2029年目标更像是一个工程化窗口,后续能否兑现取决于芯片制造、量子纠错、控制系统、软件栈和第三方验证共同推进。

这次发布也把AI与量子计算的结合推到更前的位置。微软称,Agentic AI参与了Majorana 2材料体系设计,并帮助团队找到铅基超导材料在芯片工艺中的可行路径。若这种模式成立,AI将不只是量子计算未来的应用对象,也会成为新材料筛选、器件设计、实验调参和科研流程压缩的重要工具。微软同时面向科研人员开放相关研发平台和工具,意味着量子芯片开发正在与AI驱动的科学发现体系更紧密结合。

后续变量集中在三方面:一是Majorana 2实验数据能否获得更广泛、可重复的第三方验证;二是12量子比特及更大阵列能否稳定扩展;三是微软能否在2029年前把芯片、控制系统、纠错方案和云端量子软件整合成可被产业客户使用的实用型量子计算系统。Majorana 2已经让微软的量子路线进入新的时间表,但从芯片突破到可商用量子计算机,仍需要跨过工程制造和科学验证两道门槛。

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